機械加工工藝設計

理論輔導機械制造基礎教研室韓永杰工程實踐課程工藝設計單元主要內容一、機械加工工藝過程的基本概念二、零件表面的加工方法簡介三、制訂機械加工工藝過程的步驟四、典型零件機械加工工藝規程示例五、工藝設計作業要求一、機械加工工藝過程的基本概念1.

工藝過程2.機械加工工藝過程3.機械加工工藝過程的組成4.工序5.生產類型一、機械加工工藝過程的基本概念1.工藝過程在生產過程中，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為半成品或成品的過程。工藝過程可分為毛坯制造、機械加工、熱處理和裝配等工藝過程。2.機械加工工藝過程在工藝過程中，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量使之變為成品的工藝過程，稱為機械加工工藝過程。制訂零件機械加工工藝過程就是“機械加工工藝設計”。一、機械加工工藝過程的基本概念3.機械加工工藝過程的組成機械加工工藝過程是由若干個順次工序組成的，通過這些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。4.工序一個(或一組)工人，在一臺機床上(或一個工作地點)，對一個(或同時幾個)工件連續加工所完成的那一部分機械加工工藝過程。是組成機械加工工藝過程的基本單元。注意:構成一個工序的主要特點是不改變加工對象、設備和操作者，而且工序內的工作是連續完成的。一、機械加工工藝過程的基本概念5.生產類型在制定機械加工工藝時，一般根據零件生產類型的不同制定相應的工藝。零件生產類型可分三種：單件生產：單個地生產某一零件，很少重復，甚至完全不重復的生產。成批生產：成批地制造相同的零件，每相隔一段時間又重復生產。成批生產可分為小批生產、中批生產和大批生產。大量生產：經常重復地進行一種零件某一工序的生產，為大量生產。二、零件表面的加工方法簡介零件的加工過程，就是零件表面經加工獲得符合要求的零件表面的過程。零件表面的類型和要求不同，采用的加工方法也不一樣。（五大類機床）1.車削加工2.鉆削加工3.銑削加工4.刨削加工5.磨削加工此外還有鏜削加工、拉削加工、光整加工、特種加工等二、零件表面的加工方法簡介1.車削加工：車削加工主要用于加工各種回轉表面，如圖。幾種車削加工視頻2.鉆削加工：用于在實體材料上鉆孔或在已有孔的前提下對孔進行加工等，如圖。(a)在實體材料上加工孔(b)對已有孔進行加工幾種鉆削加工視頻3.銑削加工：可以加工平面、臺階面、溝槽、螺旋形表面及各種曲面等，如圖。(a)銑平面

(b)銑內凹面

(c)銑外凸面

(e)銑建槽

(d)銑螺選槽

幾種銑削加工視頻5.磨削加工：用于加工外圓面、內圓面、平面、成形面、螺紋和齒輪等各種表面，如圖。4.刨削加工：用在單件小批生產中，加工平面、直槽、成形面等，如圖。三、制訂機械加工工藝過程的步驟1.選擇零件加工的毛坯類型2.選擇零件表面的加工方案3.定位基準的選擇4.擬定零件加工工藝路線5.確定加工余量6.確定各工序所用的設備、刀具7.填寫工藝文件三、制訂機械加工工藝過程的步驟1.選擇零件加工的毛坯類型軸類毛坯：常用碳鋼、合金鋼，毛坯多用型材、鍛件。盤套類毛坯：常用碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼，毛坯多用型材、鍛件、鑄件。支架箱體類毛坯：常用鑄鐵、鑄鋼，毛坯多用鑄件，單件小批量生產時也可采用焊接件毛坯。三、制訂機械加工工藝過程的步驟2.選擇零件表面的加工方案根據零件表面質量要求不同，通常將表面加工劃分為以下幾個加工階段。

粗加工階段主要任務是切除各加工表面上大部分余量。半精加工階段任務是減小精加工留下的誤差，為主要表面的精加工做好準備，并完成一些次要表面的加工。精加工階段任務是保證各主要表面達到圖樣規定要求。2.選擇零件表面的加工方案（1）外圓加工方案方案加工方法精度等級（IT）表面粗糙度Ra值（μm）1粗車12~1150~12.52粗車—半精車10~96.3~3.23粗車—半精車—精車8~71.6~0.84粗車—半精車—粗磨8~71.6~0.85粗車—半精車—粗磨—精磨6~50.4~0.2（2）內圓加工方案方案加工方法精度等級（IT）表面粗糙度Ra值（μm）1鉆12~1125~12.52鉆—擴11~1012.5~6.33鉆—擴—鉸9~83.2~1.64粗車12~1125~12.55鉆或粗車—半精車10~96.3~3.26鉆或粗車—半精車—精車8~73.2~1.67鉆或粗車—半精車—粗磨8~71.6~0.88鉆或粗車—半精車—粗磨-精磨7~60.8~0.4（3）平面加工方案方案加工方法精度等級（IT）表面粗糙度Ra值（μm）1粗銑(刨)12~1125~12.52粗銑(刨)—半精銑(刨)10~96.3~3.23粗銑(刨)—半精銑(刨)—精銑(刨)8~71.6~0.84粗銑(刨)—半精銑(刨)—粗磨8~71.6~0.85粗銑(刨)—半精銑(刨)—粗磨—精磨7~60.8~0.46粗車12~1125~12.57粗車—半精車10~96.3~3.28粗車—半精車—精車8~71.6~0.8（4）螺紋加工：有車螺紋、銑螺紋、磨螺紋、攻螺紋、套螺紋、搓螺紋和滾螺紋等。（5）齒形加工方法：有銑齒、插齒、滾齒等。3.定位基準的選擇定位基準：工件在加工過程中，用于確定工件在機床或夾具上的正確位置的基準。三類典型零件定位基準常作如下選擇：階梯軸類零件：常選擇兩端中心孔作為定位基面。如圖所示。盤套類零件：一般以軸線部位的孔作為定位基面，常采用心軸裝夾，如左圖。支架箱體類零件：多選擇主要平面（即裝配基面）作為定位基面，采用壓板、螺栓裝夾，加工軸承孔等，如右圖。三、制訂機械加工工藝過程的步驟4.擬定零件加工工藝路線主要任務：加工順序的安排，整個工藝過程中工序的數量。（1）切削加工順序的安排（2）熱處理工序的安排（3）輔助工序的安排（4）工序的集中與分散4.擬定零件加工工藝路線（1）切削加工順序的安排將零件各表面的加工，按先后順序作合理的安排，一般考慮以下三條原則：①先粗后精先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。②先主后次

先安排零件上主要表面的加工，后安排次要表面的加工。次要表面加工一般放在主要表面加工到一定精度之后，最終加工之前進行。要注意退刀槽、倒角安排。4.擬定零件加工工藝路線（1）切削加工順序的安排③基準先行加工一開始總是先把精基準面加工出來。然后用它定位加工其他表面。4.擬定零件加工工藝路線（2）熱處理工序的安排加工階段的劃分通常以熱處理為界。熱處理工序的安排由熱處理的目的及其方法決定的，并與零件的材料有關。具體方法的選擇及其工序安排參見圖。熱處理工序在工藝過程中的安排

4.擬定零件加工工藝路線（3）輔助工序的安排檢驗工序是保證產品質量的必要措施之一。一般安排在粗加工完全結束以后，重要工序加工前后，零件在車間之間轉換時，零件全部加工結束之后進行。有時在某些工序之后還應安排一些如去毛刺、清洗、去磁、涂防銹油等輔助工序。4.擬定零件加工工藝路線（4）工序的集中與分散(確定工序的數量）

在安排了加工順序以后，就需將加工表面的各步加工，按不同的加工階段和加工順序組合成若干個工序，從而擬定出整個加工路線。組合成工序時可采用工序集中或工序分散的原則。

工序集中就是將零件的加工集中在少數幾道工序中完成，每道工序加工的內容多。工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內完成，每道工序加工的內容少。4.擬定零件加工工藝路線（4）工序的集中與分散(確定工序的數量）

根據生產類型、零件的結構特點及現有設備靈活考慮。單件小批生產時，一般采用工序集中。成批生產和大批大量生產，一般采用工序分散流水生產線，工序的集中程度要符合零件生產的“節拍”。數控機床、加工中心等，任何生產類型均可采用工序集中。三、制訂機械加工工藝過程的步驟5.確定加工余量工序的加工余量：經驗估計法的加工余量（回轉表面為半徑方向余量，平面為單邊余量）簡述如下：粗加工余量約為1-1.5㎜；半精加工余量約為0.5-l㎜；精加工余量約為0.2-0.5㎜；磨削余量約為0.15-0.25㎜。三、制訂機械加工工藝過程的步驟6.確定各工序所用的設備、刀具機床的選擇：考慮成形要求、規格尺寸、機床的精度、生產率刀具的選擇一般采用通用刀具或標準刀具，必要時也可采用高生產率的刀具。刀具的類型、規格和精度應符合零件的加工要求。7.填寫工藝文件三、制訂機械加工工藝過程的步驟7.填寫工藝文件零件的機械加工工藝過程制定后，有關內容應分別填入各種不同的卡片。各種卡片總稱工藝文件。兩種基本形式：機械加工過程卡機械加工工序卡三、制訂機械加工工藝過程的步驟7.填寫工藝文件機械加工過程卡以工序為單位簡要說明零件加工過程的一種工藝文件。包括工序號、工序名稱、各工序用設備等。機械加工工序卡以工序為單位詳細說明工序的全部工作內容，附有工序簡圖。工序圖工序圖是機械加工工序卡的主要部分。工序圖按零件在該工序完成以后獲得的形狀繪制。工序圖所顯示的零件姿勢應與其在加工時的姿勢相一致。工序圖上零件的被加工表面用粗線標出。在工序圖上要注出工序尺寸、公差及表面粗糙度。用定位及夾緊符號注明定位基準及被夾緊表面。未在工序圖上表達的技術要求，用文字寫在工序圖的空白處。四、典型零件機械加工工藝規程示例1.傳動軸機械加工工藝規程2.接盤機械加工工藝規程

四、典型零件機械加工工藝規程示例1.傳動軸機械加工工藝規程傳動軸的材質為40Cr，生產數量500件。傳動軸技術要求為：調質處理HB220——240，如圖所示。傳動軸工藝規程卡片工序工種工序內容加工簡圖設備1下料圓鋼?60×260鋸床2車車一端面見平；調頭，車另一端面保證總長250。車床3車鉆一端中心孔；鉆另一端中心孔。車床工序工種工序內容加工簡圖設備4車用尾架頂尖頂住，粗車三個臺階。調頭，用尾架頂尖頂住。粗車另外四個臺階。車床工序工種工序內容加工簡圖設備5熱調質處理HB220~2406鉗修研兩端中心孔車床工序工種工序內容加工簡圖設備7車雙頂尖裝夾，半精車二個臺階。切槽二個，倒角二個。調頭，雙頂尖裝夾，半精車余下的三個臺階。切槽三個，倒角四個。車床工序工種工序內容加工簡圖設備8車雙頂尖裝夾，車螺紋M24X1．5。車床9鉗劃鍵槽加工線。工序工種工序內容加工簡圖設備10銑銑兩個鍵槽，鍵槽深度比圖樣規定尺寸多銑0.25mm,作為磨削的余量。銑床11鉗修研兩端中心孔車床工序工種工序內容加工簡圖設備12磨磨一端兩個外圓；調頭，磨另一端兩個外圓。外圓磨床13檢檢驗

2.接盤機械加工工藝規程接盤材質為45鋼，生產數量500件。接盤技術要求為：調質處理HB220——240，如圖所示。

四、典型零件機械加工工藝規程示例工序號工種工序內容加工簡圖設備1鍛鍛造毛坯2車三爪自定心卡盤夾小端，粗車大端面見平，粗車大外圓至?96。車床接盤加工工藝規程卡片動畫工序號工種工序內容加工簡圖設備3車調頭夾大端，粗車小端面保證總長52，粗車小外圓至?57長31，粗車孔至?33。車床4熱調質處理B220~240動畫工序號工種工序內容加工簡圖設備5車半精車大外圓至圖紙要求?94,半精車大端面保證?94外圓長20，倒角1×

450車床6車半精車小端面保證總長51，半精車小外圓至?56，半精車臺階端面保證小外圓長31.5，內、外倒角1×450車床動畫動畫工序號工種工序內容加工簡圖設備7車精車小端面保證總長50.5，精車孔至?35+0.025，精車小外圓至?55-0.019，精車臺階端面保證小外圓長31。車床8車頂尖、心軸裝夾，精車大外圓端面保證外圓長19+0.021。車床動畫動畫工序號工種工序內容加工簡圖設備9鉗劃圓弧槽線，劃?16孔中心線10銑圓工作臺一三爪自定心卡盤裝夾，銑寬16深8的圓弧槽。銑床11鉆圓工作臺一三爪自定心卡盤裝夾，鉆?16通孔。